一种仪表读数的无电气连接采集方法技术

本发明专利技术涉及一种仪表读数的无电气连接采集方法，包括以下步骤：采集仪表图像并预处理；对图像进行半整定霍夫变换，计算仪表指针的偏转角度；计算该指针对应的仪表读数

【技术实现步骤摘要】
一种仪表读数的无电气连接采集方法


[0001]本专利技术属于轨道交通智能运维领域，涉及一种仪表读数的无电气连接采集方法
。

技术介绍

[0002]轨道交通运维巡检是典型的劳动密集型行业，主要依靠人工检查，手写记录各项信息，根据经验制订维修计划，定期开展检查
。
其弊端是检修强度大
、
效率低
、
人工成本高
、
受天窗点影响，难以适应大规模城市轨道交通网络的可持续发展需求
。
然而，目前由于城市轨道交通的迅速发展，列车数量急剧上升，运行工况日趋复杂，随之而来的是列车运营间隔缩短
、
结束运营时间延长，这给维护保障带来了极大的压力
。
[0003]目前，现场仪表设备仍依靠人工巡检
、
手工记录上报的形式
。
人工巡检作业方式落后
、
自动化程度低
、
成本高
、
覆盖率低
、
人力不足
、
受天窗点影响，且缺乏数据的积累和互通，这与智能运维发展中所要实现的巡检全覆盖
、
故障智能自动识别，并能提供可行解决方案的愿景相差甚远
。

技术实现思路

[0004]基于此，针对现有窘况，本专利技术提出一种仪表读数的无电气连接采集方法，代替人工巡检并让相关人员实时掌握道轨道交通仪表的状态信息
。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的解决方案是：采集仪表图像并预处理；对图像进行半整定霍夫变换，提取仪表指针；计算仪表指针的偏转角度，并计算该指针对应的仪表读数
。
[0006]2、
根据权利要求1所述的仪表读数的采集方法，其特征在于，所述步骤对图像进行半整定霍夫变换，提取仪表指针；具体包括以下步骤：
[0007](a)
在预处理后的图像中，人工选定唯一半整定点，并转换为霍夫空间的半整定方程，确定方程的容忍范围，形成半整定域；
[0008](b)
将预处理后图像中的边缘点转换至霍夫空间中，获得霍夫直线；
[0009](c)
遍历霍夫直线上的坐标，统计半整定域内的坐标频数，得到所有位于半整定域内的霍夫直线的交点；
[0010](d)
选取频数最高的两组坐标，分别计算各组坐标所代表的直线，并计算指针角度
。
[0011]进一步地，所述步骤
(a)
中，在预处理后的图像中，人工选定唯一半整定点，并转换为霍夫空间的半整定方程，确定方程的容忍范围，形成半整定域，具体为：
[0012]仪表指针理论上始终绕着一点转动，选取该点作为唯一半整定点，选取该点在可容忍的半径内的圆为半整定域
。
预处理后，以半整定点作为坐标原点，该点水平向右为坐标轴的
x
轴，该点水平向下为坐标轴的
y
轴，记半整定点为
(0,0)
，可容忍半径为
d
，则半整定域可表示为：
[0013]x2+y2≤d2[0014]将半整定域的点
(x
i
,y
i
)
用极坐标表示，即：
[0015]x
i
＝
ρ
i cos
θ
i
,y
i
＝
ρ
i sin
θ
i
,
ρ
i
≤d
[0016]将该点转换至霍夫空间中，满足关系
x
i cos
θ
+y
i sin
θ
＝
ρ
，其中
θ
∈[0,2
π
)
，将极坐标带入得半整定域，
[0017][0018]其中，
θ
i
和
θ
取值无特异性，在区间
[0,2
π
)
任取即可
。
[0019]进一步地，所述步骤
(b)
中，将预处理后图像中的边缘点转换至霍夫空间中，获得霍夫直线，具体为：
[0020]预处理后的图像为二值边缘图，边缘点处记为数值1，非边缘点处记为数值
0。
遍历二值边缘图中的数值为1的点，根据其像素坐标
(x
k
,y
k
)
，转换至霍夫空间中，形成霍夫线簇：
[0021]x
k cos
θ
+y
k sin
θ
＝
ρ
[0022]其中，
θ
∈[0,2
π
),k∈[0,K]，
K
为边缘点总数
。
[0023]进一步地，所述步骤
(c)
中，遍历霍夫直线上的坐标，统计半整定域内的坐标频数，得到所有位于半整定域内的霍夫直线的交点，具体为：
[0024]根据
θ
∈[0,2
π
),k∈[0,K]，对
k
和
θ
进行遍历，形成霍夫坐标
(
θ
k
,
ρ
k
)
，将坐标带入半整定域方程中，即：
[0025][0026]遍历
θ
∈[0,2
π
)
，若不满足
max
ρ
i
≤d
，则舍去该边缘点
。
[0027]进一步地，所述步骤
(d)
选取频数最高的两组坐标，分别计算各组坐标所代表的直线，并计算指针角度，具体为：
[0028]选定统计步长
△
ρ
，以步长
△
ρ
对
ρ
进行频数统计，统计出频数最高的两个霍夫坐标参数分组
ρ
M
和
ρ
N
，分别代表指针的两条边缘线
。
提取所述两个分组中的霍夫坐标
(
θ
M,k
,
ρ
M,k
)
和
(
θ
N,k
,
ρ
N,k
)
，可知霍夫坐标在霍夫直线簇中的序号
k
，由此得到像素坐标
(x
k
,y
k
)。
统计各组像素坐标形成的角度，即仪表指针两条边缘线与
x
轴的夹角
。
对两个夹角的数值求平均值，即为仪表指针的偏转角度
。
根据偏转角和刻度数值的函数关系，求得指针对应的读数
。
附图说明
[0029]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种仪表读数的无电气连接采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
采集仪表图像并预处理；
S2、
对图像进行半整定霍夫变换，计算仪表指针的偏转角度；
S3、
计算该指针对应的仪表读数
。2.
根据权利要求1所述的仪表读数的采集方法，其特征在于，所述步骤
S2
，对图像进行半整定霍夫变换，计算仪表指针的偏转角度；具体包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：邓辰鑫，薛腾辉，沈阳，惠青文，李柏松，张国光，
申请(专利权)人：上海泽高电子工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：